એગ્રોવોલ્ટેઇક્સ - ખેતીની જમીનની બાજુમાં સૌર સ્થાપનો મૂકવાની પ્રથા - જમીનના ઉપયોગ સાથે સમાધાન કર્યા વિના વિતરિત સ્વચ્છ ઉર્જાનો પરિચય કરવાના માર્ગ તરીકે વિશ્વભરમાં વધુ વખત અપનાવવામાં આવી રહી છે.
ઓરેગોન સ્ટેટ યુનિવર્સિટીના સંશોધન મુજબ, સૌર અને કૃષિ ઊર્જાનું સહ-સ્થાન યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં કુલ વીજળી ઉત્પાદનના 20 ટકા પ્રદાન કરી શકે છે. સંશોધકોના જણાવ્યા અનુસાર, એગ્રીવોલ્ટેઇક્સનું મોટા પાયે સ્થાપન પાકની ઉપજ પર "ન્યૂનતમ" અસર સાથે 330 હજાર ટન કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ઉત્સર્જનમાં વાર્ષિક ઘટાડો તરફ દોરી શકે છે.
અભ્યાસ મુજબ, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં વીજળી ઉત્પાદનના 20 ટકાને આવરી લેવા માટે એગ્રોવોલ્ટેઇક્સ માટે મેરીલેન્ડ રાજ્યના કદની જરૂર પડશે. તે લગભગ 13,000 ચોરસ માઇલ છે, અથવા વર્તમાન યુ.એસ. કૃષિ વાવેતર વિસ્તારના 1 ટકા છે. વૈશ્વિક સ્તરે, એવો અંદાજ છે કે જો સૌર ફોટોવોલ્ટેઇક્સમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે તો તમામ ખેતીની જમીનમાંથી 1 ટકા વિશ્વને જરૂરી ઊર્જા ઉત્પન્ન કરી શકે છે.
એગ્રોવોલ્ટેઇક પેનલ્સ ઇન્સ્ટોલ કરવાની ઘણી રીતો છે. સૌથી સામાન્ય પદ્ધતિઓમાંની એક એ છે કે ખેતરના સાધનો અથવા પશુધનને મુક્તપણે નીચે ખસેડવા માટે જગ્યા બનાવવાની સુવિધાને ઉન્નત કરવી. અન્ય ફેશનેબલ ડિઝાઇન ફોટોવોલ્ટેઇક પેનલ્સને ઊભી રીતે દિશામાન કરવાની છે, પેનલ્સની હરોળ વચ્ચે વિશાળ ખુલ્લી જગ્યાઓ છોડીને.
યુનાઈટેડ સ્ટેટ્સ
સમરસેટ, કેલિફોર્નિયામાં, જર્મન-ડિઝાઇન કરેલ સનઝૌન વર્ટિકલ સોલર પેનલ્સ દ્રાક્ષાવાડી પર સ્થાપિત કરવામાં આવી હતી. ઇન્સ્ટોલર સનસ્ટોલે ઇન્સ્ટોલેશન વિકસાવ્યું હતું, જેમાં માઇક્રોઇનવર્ટર અને બે બેટરી સાથે જોડાયેલા 43 450 W મોડ્યુલોનો સમાવેશ થાય છે.
ન્યૂનતમ ડિઝાઇનમાં બે થાંભલાઓ સાથે સરળ જોડાણ બનાવવા માટે મોડ્યુલોની ફ્રેમમાં છિદ્રોનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો, જે ભારે શેલ્વિંગ સિસ્ટમની જરૂરિયાતને ટાળે છે. બાયફેસિયલ સોલાર મોડ્યુલ ઊભી લક્ષી એરેની બંને બાજુએ ઊર્જા ઉત્પન્ન કરે છે.
હોરીઝોન્ટલ ઓરિએન્ટેશન સાથે ડિઝાઈન કરાયેલી પરંપરાગત સિસ્ટમોમાં, પેનલને શેલ્વિંગ સિસ્ટમ પર માઉન્ટ કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતી રેલ્સ સામાન્ય રીતે પેનલના ઇચ્છિત કદને ફિટ કરવા માટે કાપવામાં આવે છે. જો અન્ય તમામ ઘટકોની પ્રાપ્તિ પૂર્ણ થયા પછી પેનલનું કદ બદલાય છે, તો અપડેટેડ પેનલના કદને સમાવવા માટે રેલને ફરીથી ડિઝાઇન કરવામાં આવે ત્યારે પ્રોજેક્ટમાં વિલંબ થઈ શકે છે. સનઝૌન ડિઝાઇન દરેક સ્ટેક વચ્ચેના અંતરને સમાયોજિત કરીને પેનલના કદમાં ફેરફારને સરળતાથી અનુકૂલન કરવાની મંજૂરી આપે છે. જો જરૂરી હોય તો જમીન પરથી પેનલ્સની ઊંચાઈને સમાયોજિત કરવાનું પણ શક્ય છે.
જર્મની
લેઇપઝિગ યુનિવર્સિટી ઓફ એપ્લાઇડ સાયન્સના વૈજ્ઞાનિકોએ જર્મન ઉર્જા બજાર પર પશ્ચિમ-પૂર્વ લક્ષી વર્ટિકલ ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમ્સની વિશાળ જમાવટની સંભવિત અસરનો અભ્યાસ કર્યો છે. તેઓએ શોધી કાઢ્યું છે કે આ સ્થાપનો દેશના ગ્રીડને સ્થિર કરવા પર ફાયદાકારક અસર કરી શકે છે, જ્યારે પરંપરાગત ગ્રાઉન્ડ-માઉન્ટેડ ફોટોવોલ્ટેઇક પ્લાન્ટ્સ કરતાં કૃષિ પ્રવૃત્તિઓ સાથે વધુ એકીકરણની મંજૂરી આપે છે.
વૈજ્ઞાનિકોએ શોધી કાઢ્યું છે કે વર્ટિકલ ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમો સૌર કાર્યક્ષમતાને સૌથી વધુ વીજળીની માંગ અને શિયાળાના મહિનાઓમાં સૌથી વધુ વીજળી પુરવઠાના કલાકો તરફ બદલી શકે છે, જેનાથી સૌર પ્રતિબંધમાં ઘટાડો થાય છે.
"જો ચાર્જિંગ અને ડિસ્ચાર્જિંગ પાવરના 1 TW અને 1 TWh ક્ષમતાના વીજળીના સંગ્રહને ઉર્જા સિસ્ટમ મોડેલમાં એકીકૃત કરવામાં આવે, તો અસર 2 Mt/a સુધીની CO2.1 બચતમાં ઘટાડો થાય છે અને 70 ટકા વર્ટિકલ મોડ્યુલો પૂર્વ તરફ લક્ષી હોય છે. પશ્ચિમ તરફ અને 30 ટકા દક્ષિણ તરફ વળેલું છે,” તેઓએ કહ્યું. "છેલ્લે, જો કે કેટલાક લોકો માટે 70 ટકા વર્ટિકલ પાવર પ્લાન્ટનો દર હાંસલ કરવો અવાસ્તવિક લાગે છે, નીચા દરની પણ ફાયદાકારક અસર પડે છે."
જાપાન
જાપાનમાં, જર્મન મોડ્યુલ ઉત્પાદક Luxor Solar ની પેટાકંપની Luxor Solar KK એ ઈકો રાઇસ નિગાતાની માલિકીની ચોખા પ્રોસેસિંગ ફેક્ટરીના પાર્કિંગમાં 8.3 kW વર્ટિકલ ફોટોવોલ્ટેઈક સિસ્ટમ બનાવી છે.
"કાર ઊભી સિસ્ટમો વચ્ચે પાર્ક કરવામાં આવશે"" Uwe Liebscher, Luxor Solar KK ના મેનેજિંગ ડિરેક્ટર, PV મેગેઝિનને સમજાવ્યું. "આ સિસ્ટમનો ધ્યેય શિયાળા દરમિયાન ટકાઉપણું અને બરફના પ્રતિબિંબને કારણે વધારાની ઊર્જા પ્રદર્શન બતાવવાનો છે." બીજી તરફ, નિગાતા, શિયાળામાં 2 અથવા 3 મીટર સુધી બરફ સાથે, વધુ બરફના ભારવાળા વિસ્તાર તરીકે જાણીતું છે."
સાઉથ-ફેસિંગ સિસ્ટમમાં લુક્સર સોલરના પોતાના હેટરોજંકશન સોલાર મોડ્યુલ્સ તેમજ જર્મન વર્ટિકલ ફોટોવોલ્ટેઇક નિષ્ણાત નેક્સ્ટ2 સન અને જાપાનના ઓમરોનના ઇન્વર્ટરની માઉન્ટિંગ સિસ્ટમ્સ છે. વર્ટિકલ એસેમ્બલી સિસ્ટમની બાજુમાં સ્થિત ચોખા પ્રોસેસિંગ ફેક્ટરીને વીજળી પૂરી પાડશે. નાગાઓકા શહેરે 2 મિલિયન યેન ($14,390) સાથે પ્રોજેક્ટને ધિરાણ આપ્યું.
"વર્ટિકલ ઇન્સ્ટોલેશન ખેતીની જમીનની માત્ર ન્યૂનતમ જગ્યાનો ઉપયોગ કરે છે, જ્યારે પાક સુધી પહોંચતા 85 ટકાથી વધુ પ્રકાશને જાળવી રાખે છે, જે સૌર ઊર્જા અને કૃષિ વચ્ચે શ્રેષ્ઠ સંતુલન સુનિશ્ચિત કરે છે, જે જાપાનમાં કંઈક નિર્ણાયક છે," તે સમજાવે છે. "આ અમને જાહેર ઉપયોગિતાની ખેતીની જમીન પર, જેમ કે ઘઉં, બટાકા અથવા ચોખા માટે, મોટા પાયે એગ્રીવોલ્ટેઇક સિસ્ટમ્સ બનાવવાની મંજૂરી આપે છે."
ફ્રાન્સ
ફ્રાન્સમાં, ટોટલએનર્જી અને ઇનવિવો, એગ્રોવોલ્ટેઇક્સના નિષ્ણાત, એ 111 kW વર્ટિકલ એગ્રિવોલ્ટાઇક્સ ડેમોસ્ટ્રેટર લોન્ચ કર્યું છે. ટોટલએનર્જીએ જણાવ્યું હતું કે પાયલોટ ઇન્સ્ટોલેશન સોલાર પેનલની કૃષિ ઉપજ પરની અસર તેમજ જૈવવિવિધતા, કાર્બન સંગ્રહ અને સ્થળની પાણીની ગુણવત્તાની તપાસ કરશે.
"અમને ખાતરી છે કે ગ્રીન ઇલેક્ટ્રિસિટી ઉત્પાદન, બાયોગેસ અને કૃષિ વચ્ચે વિકસિત સિનર્જી એ આપણી ઉર્જા અને ખાદ્ય સ્વતંત્રતાની બાંયધરી આપવાનો એક જવાબ છે," ટોટલએનર્જીસ રેનોવલેબલ્સ ફ્રાંસના સીઇઓ થિયરી મુલરે જણાવ્યું હતું.
સ્વીડન
યુનિવર્સિટી ઓફ મેલર્ડેલેન (સ્વીડન) ના વૈજ્ઞાનિકોએ એક કોમ્પ્યુટેશનલ ફ્લુઇડ ડાયનેમિક્સ (CFD) મોડેલ વિકસાવ્યું છે જે વર્ટિકલ ફોટોવોલ્ટેઇક પ્રોજેક્ટ્સમાં માઇક્રોક્લાઇમેટના વિશ્લેષણની સુવિધા આપે છે. CFD સિમ્યુલેશનનો ઉપયોગ શરીર દ્વારા અને તેની આસપાસના ઘન પદાર્થો અને વાયુઓના પ્રવાહ અંગેના જટિલ સમીકરણોને ઉકેલવા માટે થાય છે, જેનો ઉપયોગ એગ્રીવોલ્ટેઇક પ્રણાલીઓમાં માઇક્રોક્લાઇમેટનું વિશ્લેષણ કરવા માટે કરી શકાય છે.
"એગ્રીવોલ્ટેઇક (AV) સિસ્ટમ મોડલનો વારંવાર નવી AV સિસ્ટમ્સની ડિઝાઇન માટે તેમજ નિર્ણય લેવા માટે ઉપયોગ કરવામાં આવશે, કારણ કે માઇક્રોકલાઈમેટિક ફેરફારોનું વિશ્લેષણ/અનુમાન AV સિસ્ટમના સ્થાન અને ઉકેલના આધારે કરી શકાય છે," સંશોધક સેબેસ્ટિયન ઝૈનાલ્લી pv magazine.w ને કહ્યું
અભ્યાસમાં વર્ટિકલ ફોટોવોલ્ટેઇક મોડ્યુલ્સ દ્વારા છાંયેલા જમીન વિસ્તારોમાં સૌર કિરણોત્સર્ગની તીવ્રતામાં 38 ટકાનો ઘટાડો જોવા મળ્યો હતો.
મુખ્ય સિદ્ધાંતો
યુએસ નેશનલ રિન્યુએબલ એનર્જી લેબોરેટરીએ એગ્રોવોલ્ટેઇક્સની સફળતા માટે પાંચ સિદ્ધાંતો ઓફર કર્યા છે, જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:
આબોહવા, માટી અને પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓ: સ્થળની પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓ સૌર ઉત્પત્તિ અને ઇચ્છિત પાક અથવા વનસ્પતિ આવરણ બંને માટે યોગ્ય હોવી જોઈએ.
રૂપરેખાંકનો, સૌર તકનીકો અને ડિઝાઇન: સૌર તકનીકની પસંદગી, સાઇટનું લેઆઉટ અને અન્ય ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર સૌર પેનલ્સ સુધી પહોંચતા પ્રકાશના જથ્થાથી લઈને ટ્રેક્ટર, જો જરૂરી હોય તો, પેનલ્સની નીચેથી પસાર થઈ શકે છે કે કેમ તે બધું જ અસર કરી શકે છે. “આ ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર આગામી 25 વર્ષ માટે જમીન પર રહેશે, તેથી તેનો હેતુપૂર્વક ઉપયોગ કરવા માટે યોગ્ય રીતે કરવું પડશે. પ્રોજેક્ટની સફળતા તેના પર નિર્ભર રહેશે,” InSPIRE પર કામ કરતા NREL સંશોધક જેમ્સ મેકકોલ કહે છે.
પાકની પસંદગી અને ઉગાડવાની પદ્ધતિઓ, બીજ અને વનસ્પતિની રચનાઓ અને વ્યવસ્થાપનના અભિગમો: એગ્રીવોલ્ટેઇક પ્રોજેક્ટ્સે એવા પાક અથવા ગ્રાઉન્ડકવર પસંદ કરવા જોઈએ જે તેમની સ્થાનિક આબોહવામાં પેનલ્સ હેઠળ ખીલે છે અને જે સ્થાનિક બજારોમાં નફાકારક છે.
સુસંગતતા અને લવચીકતા: એગ્રોવોલ્ટેઇક્સ એવી રીતે ડિઝાઇન થવી જોઈએ કે જે કાર્યક્ષમ કૃષિ પ્રવૃત્તિઓને સક્ષમ કરવા માટે સૌર સ્થાપન માલિકો, સૌર ઓપરેટરો અને ખેડૂતો અથવા જમીનમાલિકોની વિરોધાભાસી જરૂરિયાતોને અનુરૂપ બને.
સહયોગ અને ભાગીદારી: કોઈપણ પ્રોજેક્ટ સફળ થવા માટે, જૂથો વચ્ચે સંચાર અને સમજણ મહત્વપૂર્ણ છે.